光生阴极保护是TiO2半导体膜在光照下,入射光子(λ＜387 nm)激发半导体价带电子发生带间跃迁到导带,形成光生电子-空穴对,光生电子向连接TiO2膜的金属基体迁移,导致金属表面电子密度增加,电极电位降低,使金属发生阴极极化而受到保护。TiO2的禁带较宽,对太阳光的吸收效率低,而且光子激发产生的光生电子.空穴对易于复合,且在暗态下,TiO2难以对金属基体保持光生阴极保护作用。为克服这些局限性,本工作侧重于发展不同方法,对TiO2薄膜进行改性,以减缓光生电子.空穴对的复合,提高其光电性能。主要研究内容及结果如下:　　 (1)分别应用溶胶.凝胶法(SG)和磁控溅射法在304不锈钢(304SS)表面制各TiO2纳米颗粒膜。成功地采用SG法制备了掺杂Fe-TiO2纳米膜。比较未掺杂的薄膜,这种膜具有较好的可见光响应特性,能有效减缓光生电子.空穴的复合,对304SS有更好的光生阴极保护效果,在暗态下能较长时间维持阴极保护作用。磁控溅射法制备的TiO2纳米膜形貌均匀、致密,对不锈钢也有良好的光生阴极保护效应。暗态下,致密的TiO2膜层作为良好的阻挡层对金属进行保护。　　 (2)应用阳极氧化法分别在HF和I-IF+H3PO4两种溶液中以Fe(NO3)3作为Fe源在钛表面制备了高度有序的掺杂的TiO2纳米管阵列膜层。结果表明,经过20 V恒电压阳极氧化和450℃煅烧的TiO2纳米管阵列具有良好的光电响应特性,在紫外光照射下产生较高的光电流。掺铁的TiO2纳米管阵列膜电极的光响应特性优于纯TiO2纳米管,光吸收范围向长波方向移动,产生的光电流值也更高。掺铁管状纳米TiO2膜能够在暗态下对304SS继续起到有效的阴极保护作用。　　 (3)建立了电沉积与磁控溅射相结合的方法,在304SS表面制备了TiO2/SnO2半导体复合膜。此外,还采用了电沉积法和溶胶-凝胶法相结合,制备了这种复合膜层。结果表明,在光照下所制备的复合膜可使304SS处于阴极保护状态,当停止过光照后,复合膜仍然能够提供有效的延时光生阴极保护作用,纳米TiO2/SnO2膜层作为阻挡层也有较好的保护性能。